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RK3588 EVB开发板原理图讲解【八】 RK3588 power Tree

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     楼主| 发表于 2025-3-11 15:34 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    一、RK3588电源架构核心特点
      : A: Z% d8 z0 A9 l
    • ​多电源域设计​
      2 K5 m/ L1 [( {. A
        ' X, F4 i; G9 z+ r. I# ~
      • 芯片通常划分为多个独立电源域(Power Domain),例如:; \3 M. J. u! j5 r8 p; J
          ! V" U8 K* ~4 B( W, D" X4 a/ t
        • ​CPU核域:为ARM Cortex-A76/A55组成的多核集群供电(通常为0.9V-1.2V)
        • ​GPU域:为Mali-G610 GPU核心供电(典型电压0.8V-1.0V)
        • ​NPU域:为神经网络处理器供电(可能低至0.6V-0.9V)
        • ​ISP域:支持图像信号处理器的高精度供电(如1.8V)
        • ​IO域:外围接口供电(如1.8V/3.3V)' B# o! p( X0 ?  y( {5 W. Y

        ' g( Q; \6 {2 a) m
    • ​电源管理单元(PMU)​​- r. R! I# E7 L5 U" v+ m

        * o% P1 ?3 z! G# [
      • 集成高精度DC-DC转换器(如 buck、boost)和LDO线性稳压器
      • 支持动态电压频率调整(DVFS)以优化能效
        + ?+ H0 I8 \0 I& o2 z
    • ​关键电源模块​
      ( J+ e2 i1 [( z( Y
        9 A$ u9 z5 l* C5 Q" d" C
      • ​主电源输入:通常为5V/12V DC输入
      • ​电源树拓扑:分层降压结构(如5V→3.3V→1.8V→核心电压)
      • ​去耦电容布局:在每个电源引脚附近放置MLCC滤波电容(如10μF+100nF组合)
        ; @: Z4 Q& Y% J4 r6 O# ]

      6 S; t/ T+ y3 A" d7 [4 }+ Q

    ​二、解读电源分布图的关键步骤
      , @9 z8 R. X  D7 \5 s, X4 Z
    • ​识别电源节点​
      ! m9 k. ?1 c9 w5 n) i& O
        5 Q3 ^1 N: e" u. X. M3 E) }& v
      • 检查图中标注的电压值(如VDD_CPU、VDD_GPU)和电流规格
      • 确认电源流向:从输入电源→PMU→各功能模块
        0 b4 c2 e" M9 P' X
    • ​分析供电路径​* H6 _  k1 F5 ]5 C

        & H9 l9 R7 i4 a; L; y/ }3 L4 w
      • 追踪核心电压的产生过程(例如:5V → LDO33 → 分压电路 → CPU核心)
      • 注意旁路电容(Bypass Capacitor)的位置是否靠近负载
        6 a2 m) b6 H5 n- I: h0 \
    • ​检查关键器件​6 h' D) |( T7 n& ]# Y, j

        ' {- l* a# |( g, o* v- y4 J
      • DC-DC芯片型号(如RK8608、TPS61088)
      • LDO型号及输出电流能力
      • 电源开关电路(MOSFET驱动电路)
        4 H0 ]7 C8 U6 B6 z- R) S: f) e
    • ​验证完整性​
      , v& v2 g# T7 s8 J, b  k8 p* p
        ! D4 }  P) A0 R% `0 m! P
      • 是否包含复位电路供电(如VDD_RST)
      • 时钟电路的独立供电(如VDD_CLK)
      • ESD保护二极管的位置
        . F1 Y  c5 s8 w1 M& i& q

      8 x8 P1 j' ~% J8 K$ [

    ​三、常见问题与优化建议
      4 {5 T2 y! d+ G6 R
    • ​电压跌落(Voltage Drop)​​6 B+ u2 ?0 b$ H- a3 F

          }+ x0 Y, }& A* W" y: m- V
      • 长路径或高电流区域需增加铜线宽度或添加中继器(Buffer)
      • 检查滤波电容是否足够(高频噪声用小电容,低频用大电容)6 r2 l! b$ X" N) x* v- y! h
    • ​功耗优化​) J: S! i; S3 |7 b
          M* i! Q% {1 o
      • 对未使用的电源域启用休眠模式
      • 选择低导通电阻(RDS(on))的MOSFET6 U. V1 Q, N- @
    • ​热设计​7 [7 R! C2 q! l' n. B* n

        : M' S. F2 s' {/ t7 N1 j
      • DC-DC转换器和LDO的散热布局是否合理
      • 高功率模块附近是否有足够的散热片
        " L5 J% F3 c- t8 k8 ~) l6 h

      0 k: b; S! w  ~$ H% J& ]! f

    ​四、参考资料

      % B: s! U6 P% W6 y- J
    • Rockchip RK3588 TRM(技术参考手册)
    • 典型电源设计方案:如《Rockchip RK3588 Development Board Power Design Guidelines》
    • EDA工具电源仿真:使用cadence Sigrity或ANSYS PowerArtist进行电源完整性分析
      " K9 d9 {# x; {. p1 P# @, o
    ) N1 P# G4 }% f
    下面实际分析RK3588电源分布
    电源架构设计方案说明9 R$ w( s8 ?' S
    系统采用双电源输入架构,支持以下两种标准供电接口:

    + v  S1 o3 i2 _( F' N$ V

      8 g" f) x  u# h% |% N
    • ​主电源接口:配置标准D型电源插座(DC JACK)及AXT系列工业电源连接器,额定负载≥3A,满足大电流供电需求;
    • ​辅助电源扩展区:右侧上部预留电源规划区域,需依据系统级电源规划需求配置DC-DC转换模块。建议对以下高功耗外设进行供电评估:
      4 C2 p6 C$ N# U4 N

        ; `- ~9 z6 m; b% ]3 x
      • 高速风扇阵列(≥3A峰值电流)
      • 多分辨率摄像头模组(如4K ISP,功率密度>2W)
      • PCIe扩展卡(x16 Gen5接口,需独立供电回路)
        7 s$ h$ M( X3 u

      9 o7 z& S, e1 p( f5 T

    ; O3 f' k! b8 p2 G4 u9 A/ d  p2 {  _8 ~. H
    这部分是DCDC部分,把12V降压到5V和4V,其中4V给rk806  5V工给外设 主要是usb。6 |# T0 x2 ?- i" v( E( N& e4 R& t
    . f% }! C. i, v7 ?( w

    " @. y! X+ s9 f" b: o4 N+ y1. ​电源管理单元(PMU)​

      % P) F6 q3 U# `, Q7 D7 X* X
    • ​BUZO节点:PMU核心电路供电
    • ​LOGU系列:逻辑控制电路相关(如时钟树、复位电路)
      . z/ J  E1 _2 Z5 R% k6 B) H
    2. ​外设电源分配
      1 O; L8 Z$ A- \" H, H' D
    • ​摄像头模块:CVD GRED和VOGUELO(ISP摄像头供电,需匹配MIPI CSI接口电压)
    • CIe接口:对应PCIe 3.0的12V辅助供电
    • ​音频编解码器:VIGAMI GUIMULAH可能为音频Codec供电(如5V/3.3V)
      ( p6 G9 {+ \1 |
    3. ​电源完整性措施

      7 @- r% e/ I" P8 S7 b& g
    • ​旁路电容布局:图中密集的蓝色/紫色线条可能表示多层PCB的电源平面分割,关键节点(如DDR)旁应有高频电容(如01005封装)
    • ​去耦设计:VOG DGIOG可能为数字接口供电,并集成RC滤波网络
        u& g( R# e  ~2 s  e2 ^: }
    2 X% c( V9 G2 j5 m$ s" @
    # J, k5 o* n" |! p- K& j
    : k# p7 }6 O, J# U' P% m! \

    ​一、整体架构概览
    核心目标:为RK3588芯片不同功能单元(CPU/GPU/NPU)提供精准供电' @5 f, T& e+ Y5 J
    四大模块
      / R; |3 \4 p# j" v* M
    • ​RK860-2(主控CPU核)​​ ×2
    • ​RK860-3(负责GPU/NPU)​​ ×1
    • ​外部DC-DC转换器​ ×1( h! E- @7 r0 B' B5 V

    ​二、模块功能解析​1. RK860-2(主CPU核供电)​
      ! ^3 n  u" W* F) m: W
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:
      . P4 k6 k# m6 ]2 w3 ]
        ! m5 \8 n2 J8 R7 F# n
      • ​VDD CPU BIG0:给大核(如A76)供电(标称电压需查芯片手册)
      • ​VDD CPU BIG1:给小核(如A55)供电/ Q# p% t" p1 X) g0 W& P/ m4 K) z# K) L" q
    • ​关键参数:$ G) c8 x4 s8 G4 f
          }: \) q9 i8 m0 Z+ x+ J$ z
      • 序列号 Seq:A/B 表示硬件电路区分
      • 最大电流标注为 6A(满足多核高性能需求)
        $ y, Z% z: H7 A0 M9 S

      5 z# X! ]. s1 n% X# @5 t$ g
    ​2. RK860-3(GPU/NPU专用)​
      ! [  k1 J; `& D5 F7 A
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:- f" u" o8 o4 c! S

        & i0 ~% I  b$ U1 f/ }; P4 k
      • ​VDD NPU:神经网络处理器供电2 O1 v5 I8 F, W9 e( ?& {
    • ​特点:* T+ }) t7 Q- B
        1 C, g$ Y4 q: J# M" g
      • 单独为GPU/NPU设计,支持高瞬态电流(6A峰值)
      • 通过硬件电流检测(I-sense)优化能效# \* R7 P% A7 v# w0 @: I0 e4 K! k
      5 j. a  {0 U, e5 C/ u  p  A, l
    ​3. EXT DC/DC转换器
      & s! Q! f# w6 R: Q- H  y4 V3 s
    • ​输入:主板3.3V(VCC_3V3) + ​远程使能信号​(PMC遥控_EN OUT)
    • ​输出:1V1低噪声电源(VCC 1V1 NLDO)
    • ​用途:; v- O) q! C: b: S0 s4 h& |

        : {/ a4 I! N  S3 S1 o# ^9 A) ]0 t
      • 为对电压敏感的模块(如DDR内存、高速接口)供电
      • 外置设计可降低主PMU热负荷
        7 v+ k8 r! p+ P. W2 I
      2 A" s2 r; J- h- l- b* r5 t7 W

    ​三、信号流向与控制逻辑
      ! S" \" n. x% g% \) r- C
    • ​电源启动顺序:+ i& v4 e! k# O( `$ P- {
        + ?* l5 S: `+ }$ R/ o# ]  _6 F
      • 所有模块需先接通3.3V主电源(VCC_3V3)
      • 通过EN信号逐级启用(避免上电冲击)7 c5 e( J( K& c1 ~" R
    • ​电压协同:
      , h0 y! ]) P% X$ i, h  Y
        * o5 z' m" ^8 E! q
      • RK860-2/RK860-3通过I2C总线通信
      • GPU负载高时自动通知RK860-2调高CPU电压
        . x: ?1 V: d" l% {
    RK3588 Power Tree完整版图太大,截图看不完,需要的可以下载附件完成版。
    0 r! H% T) C" v. r. \9 _1 `) h RK3588 power tree.pdf (432.78 KB, 下载次数: 2) 5 R8 x+ [- L# a' c1 ~' l9 ^
    RK3588 EVB开发板原理图 往期链接分享:
    5 a. U6 }7 X$ b2 V1 z* zRK3588 EVB开发板原理图讲解【一】RK3588原理图设计- 整体框架设计
    6 B8 c! f  f! Y8 t" C4 x/ F* F; n" uRK3588 EVB开发板原理图讲解【二】RK3588原理图设计- HDMI输出设计
    , D  j: O. R, h  t! J, ~; \# @RK3588 EVB开发板原理图讲解【三】RK3588原理图设计- 电源管理设计
    9 y' v# M- B7 C; F, KRK3588 EVB开发板原理图讲解【四】RK3588原理图设计- PCIE接口设计8 }' S0 b1 l3 e
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【五】RK3588原理图设计- DDR电源设计
    ' R; }5 r4 \; zRK3588 EVB开发板原理图讲解【六】RK3588原理图设计- eMMC电路设计
    7 h' n3 `9 i7 d, LRK3588 EVB开发板原理图讲解【七】RK3588原理图设计- 开机按键电路设计
    : V" j1 x( d; y2 f5 U) y6 l4 U. g+ W4 A/ F/ J1 I* o9 P0 J
    1 W1 d! W: d8 Q1 A% E7 z) l. {1 C

    7 E& d& K6 e+ D& b, e# [) d

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    2#
    发表于 2025-3-11 18:19 | 只看该作者
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